Лекция 1 План лекции Компьютерная графика: понятие и направления использования. Растровая графика. Векторная графика

Тема 1. КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА 
Лекция 1 
План лекции 
1. Компьютерная графика: понятие и направления использования. 
2. Растровая графика. 
3. Векторная графика. 
Вопрос 1. Компьютерная графика: понятие и направления 
использования. 
Компьютерная графика — область информатики, изучающая 
методы и средства создания и обработки изображений с помощью 
программно-аппаратных вычислительных комплексов. Представление 
данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было 
реализовано в середине 1950-х годов для большинства ЭВМ, 
применявшихся в научных и военных исследованиях. 
В 
настоящее 
время 
компьютерная 
графика — 
авангард 
компьютерных 
технологий. 
Ее 
коммерческим 
приложениям, 
использующим современные технологии обработки изображений, не более 
десятка лет. Андриес ван Дам считается одним из отцов компьютерной 
графики, а его книги — фундаментальными учебниками по всему спектру 
технологий, положенных в основу машинной графики. А в области, более 
близкой читателю — это автоматизированное обучение с тренажерами, 
моделированием и мультипликацией, создание учебных пособий на основе 
компьютерной верстки и использования произведений науки и искусства, 
выполнение исследовательских работ и другое. 
Во 
всех 
этих 
областях 
нетрудно 
представить 
операции 
масштабирования изображений (сжатия и расширения) геометрических 
моделей, состоящих из отдельных элементарных частей — графических 
примитивов (отрезков, точек, сплошной и пунктирной прямых линий, дуг 
окружности и эллипса, прямоугольников, многоугольников) и приводящих 
в действие при помощи технических средств машинной графики 
(графических 
дисплеев 
графопостроителей, 
координатографов — 
кодировщиков графической информации). 
Границы применения компьютерной графики настолько расширились, 
что потеряли свое четкое очертание. И тем не менее по-прежнему 
существует несколько классов ее приложений. Основными из них 
являются 
деловая 
графика, 
иллюстративная, 
инженерная 
(конструкторская) и научная. Каждый из классов следует иметь в виду при 
решении задач представления исторического знания. 
Системы деловой графики предназначаются для иллюстрации 
данных, значения которых чаще всего извлекаются из баз данных и 
Основы информатики и информационные технологии : учебно-метод. комплекс для студ. ист. фак. : в 2 ч. Ч. 2 / 
Е. Н. Балыкина, Е. Э. Попова, Д. Н. Бузун. - Минск : БГУ, 2008. - 96 с.

электронные таблиц. Большинство ее пакетов позволяет оперативно 
представлять эти данные непосредственно после ввода их в компьютер и 
выбора типа представления. Работа с ними проста, оперативна и не требует 
больших затрат на подготовку. Отображаемые данные чаще всего 
представляют двухмерный массив. 
Наиболее распространенными формами графического отображения 
данных являются столбиковые диаграммы (гистограммы) с вертикальной 
или горизонтальной ориентацией круговые диаграммы и линейные 
графики. Графики и диаграммы могут иметь различную раскраску и 
масштабирование. Большинство пакетов позволяет совмещать различные 
формы представления данных, снабжать изображение дополнительными 
декоративными элементами, применять различные трансформации 
отдельных элементов изображения (получение зеркального отражения, 
вытягивание вдоль одной из осей, вращение, вырезание отдельных частей), 
накладывать изображения одно на другое. Все это позволяет делать их 
разнообразными, подчеркивать одни стороны и затенять другие. 
Назначение иллюстративной графики — создание машинных 
изображений, которые играют роль иллюстративного материала. Это могут 
быть изображения в виде схем, эскизов, исторических карт, рисунков и 
т. д. При этом усилия разработчиков пакетов иллюстративной графики 
направлены на то, чтобы формировать и преобразовывать графические 
изображения было так же легко, как и оперировать группами цифр. 
Пакеты снабжаются широким набором средств создания графических 
изображений на основе регулярных структур (графических примитивов: 
окружностей, прямоугольников, эллипсов, линий и т. п.) и средств 
манипулирования ими. Фигуры можно перемещать, масштабировать, 
изменять их раскраску, вращать, накладывать одну на другую, 
деформировать (сжимать, растягивать и т. п.). Способ их изображения 
сопоставим с вычерчиванием таких фигур на бумаге при помощи 
циркулей, трафаретов, линеек. Такой тип изображения относится к так 
называемой векторной или координатной графике, поскольку каждый 
объект задается координатами опорных точек и некоторыми параметрами. 
Другой разновидностью графики являются изображения на основе 
нерегулярных структур. Они сопоставимы с картинами, создаваемыми 
художником или дизайнером. Для построения таких изображений в 
пакетах имеются средства так называемого свободного рисования, которые 
моделируют работу с карандашом, кистями и красками. В них включены 
также средства вырезания, стирания и склеивания фрагментов 
изображения, компоновки их отдельных заготовок, взятых из базы 
фрагментов. Некоторые редакторы располагают средствами «оживления 
рисунков» (мультипликации). Как правило, в таких редакторах имеется 
набор собственных масштабируемых шрифтов. 
Основы информатики и информационные технологии : учебно-метод. комплекс для студ. ист. фак. : в 2 ч. Ч. 2 / 
Е. Н. Балыкина, Е. Э. Попова, Д. Н. Бузун. - Минск : БГУ, 2008. - 96 с.

Пакеты и системы инженерной (конструкторской) графики 
ориентируются главным образом на автоматизацию чертежных и 
конструкторских работ. Они применяются в так называемых системах 
автоматизации 
проектирования 
(САПР) 
при 
конструировании 
механических, электрических, электронных устройств и выполнении 
подобных работ в строительстве и архитектуре. Возможно их применение 
при решении аналогичных задач в истории техники, архивной и музейной 
службе. 
Пакеты инженерной графики служат для создания как эскизов, так и 
точных чертежей. Они содержат собственные базы стандартизованных 
графических 
изображений 
по 
автоматизируемым 
направлениям 
деятельности, мощные средства масштабирования, редактирования и 
выполнения расчетов, программные системы компоновки и оптимизации. 
В области научных исследований компьютерная графика нашла такое 
же широкое применение, как и в инженерном деле. Более того, научная 
графика — это направление, которое начало развиваться с некоторым 
опозданием по сравнению с выше рассмотренными видами графики, в 
настоящее время стремительно развивается и совершенствуется. Оно в 
какой-то степени интегрирует возможности деловой и инженерной 
графики. 
Графические пакеты научной графики манипулируют со значительно 
большим количеством классов отображаемых объектов. Изображения 
могут быть представлены в виде линейных графиков, карт, изолиний, 
трехмерных каркасных, полутоновых и цветных диаграмм, векторных 
полей, линий тока и т. д. Системы научной графики компонуются 
пакетами математической поддержки и моделирования или входят в состав 
таких пакетов и систем. 
Компьютерная графика, в свою очередь, подразделяются на